ПМ-19 Біологія
Виконані завдання надіслати на електронну пошту
nataliasuhina15@gmail.com до 11.04.2020
nataliasuhina15@gmail.com до 11.04.2020
08.04.2020
Лекція (2 год.)
Тема 5.3. Екологічна ніша
Опрацювати: Біологія 11 клас (за посиланням «Підручники»), с.36-41 , §§ 10, 11
Виконати (письмово):
1. Що таке екологічна ніша?
2. Які параметри має екологічна ніша?
3. Поясніть правило обов’язкового заповнення екологічної ніші.
4. З яких причин може виникати суттєве перекривання екологічних ніш?
5. Бродячі коти є звичними жителями сучасного міста. Декому вони подобаються, а декому ні. Уявіть, що бродячі коти зникли з якогось міста. До яких наслідків це може призвести?
6. Що таке коеволюція?
7. Що таке коадаптація?
8. Які коадаптації можуть виникнути між видами тварин? Наведіть приклади.
9. Наведіть власні приклади коеволюції організмів із різних систематичних груп.
10. Виберіть пару хижак-жертва і покажіть, які коадаптації виникли в цих видів.
11. Які коадаптації можуть виникнути у видів-конкурентів у разі споживання ними одного харчового ресурсу? Поясніть на конкретному прикладі.
Поняття екологічної ніші
Наслідком адаптації будь-якого виду до середовища існування є формування ним власної екологічної ніші. Екологічна ніша — це місце виду в екосистемі, яке визначається його зв’язками з іншими живими організмами та факторами середовища. Екологічна ніша показує розташування виду в харчових ланцюгах, його взаємовідносини з конкурентами, межі дії факторів середовища (наприклад, температури, вологості, солоності), у яких вид може вижити, тощо.
Не слід плутати екологічну нішу з місцем проживання виду. Відомий американський еколог Ю. Одум указав, що місце проживання виду — це його «адреса», а екологічна ніша — це його «професія».
Організми можуть жити в досить широкому діапазоні параметрів середовища. Повний набір усіх можливих варіацій умов середовища, у якому можливе існування виду, називають теоретично можливою нішею. Але в реальності вид ніколи всю таку нішу не займає. Причина цього — взаємодія з іншими організмами, яка може відбуватися в різних формах. Ту частину теоретичної ніші, яку вид реально зайняв, називають реалізованою нішею.
Параметри екологічної ніші
Кожну екологічну нішу можна схарактеризувати за допомогою певних параметрів. Основними параметрами є її ширина і перекриття з іншими нішами. Ширина ніші — це відносний параметр, і визначається він у порівнянні з іншими видами. Широку нішу мають види, які здатні жити у великому діапазоні значень певного параметра (види еврибіонти), а вузьку — види, діапазон існування яких є вузьким (стенобіонти).
Перекриття ніш виникає, коли різні види починають використовувати однаковий ресурс. Відповідно, між ними виникає конкуренція за цей ресурс. Конкуренція між двома видами може виникати за кілька ресурсів, але вона ніколи не охоплює всі ресурси певного виду, бо екологічна ніша кожного виду є унікальною.
Правило обов'язкового заповнення екологічної ніші
Існує правило обов’язкового заповнення екологічної ніші, яке стверджує, що не існує ніші без виду і виду без ніші. Згідно з цим правилом, усі екологічні ніші в екосистемі є зайнятими, а вільних ніш не існує. У випадку зникнення виду з екосистеми (наприклад, у результаті його вимирання) екологічна ніша, яка належала йому, буде зайнята іншими видами або поділена між ними.
Так, у Євразії і Австралії однакові ніші зайняті різними видами. Наприклад, вомбат і бабак займають нішу норних травоїдних відносно великого розміру, а коні й руді кенгуру — нішу травоїдних, які швидко бігають на відкритих просторах. Причиною стало те, що в Євразії сумчасті ссавці вимерли, і плацентарні зайняли всі екологічні ніші. А Австралія відділилася від інших материків до появи на ній плацентарних ссавців, тому існуючі ніші на ній так і займають сумчасті.
Наслідки перекривання екологічних ніш
Перекривання екологічних ніш означає, що види використовують однакові ресурси. До поняття «ресурси» входять не тільки джерела харчування. Це може бути, наприклад, джерело води або зручне місце для вирощування нащадків. Важко знайти види, у яких екологічні ніші взагалі не перекривалися б з іншими видами. Але зазвичай у сталих екосистемах перекриття ніш між двома видами є незначним.
Ситуації значного перекривання ніш можуть виникати в разі появи нових видів у результаті еволюційних процесів. Якщо два види походять від спільного предка, то, зрозуміло, їхні екологічні ніші будуть подібними і можуть суттєво перекриватися. Як, скажімо, сталося з двома видами роду Людина — неандертальцями і сапієнсами. Наслідком стала дуже сильна конкуренція між видами. Можливих результатів два: або види еволюціонують далі й розширюють свої ніші в різні сторони, поки рівень конкуренції за ресурси не знизиться, або один із двох видів вимре.
Ситуація зі значним перекриванням ніш одразу в багатьох видів може виникати і з географічних причин. Коли утворився сухопутний міст між Північною та Південною Америкою, відбувся контакт екосистем, у яких схожі екологічні ніші займали види з різних систематичних груп. Результатом стала хвиля масового вимирання на обох континентах (хоча більше постраждала фауна Південної Америки).
В оселях людини на території Європи живуть два види тарганів — чорний і рудий. Їхні екологічні ніші досить сильно перекриваються. Тому один із цих видів став витісняти інший. І, як не дивно, програв чорний тарган, хоча розміри його тіла є більшими.
Коеволюція та коадаптація
Коеволюція
Будь-який вид живих організмів адаптується до умов навколишнього середовища, у тому числі й до взаємодії з іншими видами. Ті види, з якими він взаємодіє, також адаптуються до нього. Як результат, відбувається процес спільної еволюції різних видів, у ході якого види можуть суттєво змінюватися. Цей процес називають коеволюцією.
Коеволюція відбувається за різних типів міжвидових взаємодій. Хижаки полюють на своїх жертв і стають швидкими, щоб їх наздоганяти. Жертви втікають від хижаків і теж стають більш швидкими, щоб мати можливість утекти від хижака.
Рослиноїдні організми поїдають листя, а рослини у відповідь виробляють речовини, які є отруйними для таких фітофагів. У свою чергу фітофаги виробляють стійкість до токсичної дії захисних речовин і навіть накопичують їх для власного захисту. Паразити пристосовуються до імунної системи організму-хазяїна, а той у відповідь винаходить нові форми захисту.
Не менш цікавою є коеволюція організмів, які безпосередньо не пов’язані харчовими ланцюгами. Суттєві еволюційні зміни може спричинити міжвидова конкуренція за певні ресурси. Наприклад, конкуренція за траву, яка є харчовим ресурсом для парнокопитних і непарнокопитних. Дуже сильно коеволюція проявляється у випадку формування взаємокорисних відносин між видами, коли два різні види сприяють виживанню один одного, як, скажімо, у комах-запилювачів та рослин, які вони запилюють.
Коадаптація
Наслідком коеволюції видів є виникнення в них комплексів взаємних адаптацій, які дозволяють їм взаємодіяти найбільш ефективно. Такі комплекси взаємних адаптацій називають коадаптаціями. Прикладом коадаптації може бути комплекс взаємних пристосувань у птахів колібрі та рослин, квітки яких колібрі запилюють. Рослини формують у квіток довгі трубчасті віночки, проникнути по яких до нектарників може лише довгий дзьоб колібрі. А колібрі, крім форми дзьоба, виробили ще й здатність зависати в польоті на одному місці для забезпечення можливості набирати нектар.
Ще один приклад коадаптації — виникнення ендосимбіозу між бактерією та еукаріотичною клітиною, наслідком чого стало утворення мітохондрій. У цьому випадку метаболізм бактерії був підпорядкований потребам усієї клітини для забезпечення її енергією, а більша частина її геному була перенесена в ядро клітини. А клітина ж почала забезпечувати життєдіяльність мітохондрій за рахунок своїх ресурсів.
Основа функціонування стабільних екосистем
Коеволюція з наступним утворенням коадаптацій є основою стабільного функціонування екосистеми. Будь-яка екосистема є відкритою, і в ній відбувається дуже багато динамічних процесів. Якщо ці процеси є врівноваженими, то система може залишатися стабільною протягом тривалого часу. А врівноваженість процесів досягається саме завдяки коадаптації компонентів екосистеми.
Якщо, наприклад, коадаптація між хижаком і жертвою буде неуспішною, то надто успішний хижак знищить усіх представників виду жертви. Але вид-жертва пов’язаний в екосистемі не тільки з хижаком. Відповідно, виникнуть порушення і в інших видів. Та й сам хижак утратить один із ресурсів, що забезпечують його існування. Наслідком може бути порушення багатьох процесів в екосистемі й навіть вимирання видів.
Комментарии
Отправить комментарий